SIFAT TARIK DAN KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT SERBUK … · iii SIFAT TARIK DAN KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT SERBUK GENTENG SOKKA, PHENOLIC, DAN SERAT GELAS TESIS Oleh Vinsentius Bram Armunanto

i

SIFAT TARIK DAN KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT SERBUK

GENTENG SOKKA, PHENOLIC, DAN SERAT GELAS

TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Teknik Mesin

Oleh

Vinsentius Bram Armunanto

S951108019

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii



TESIS

Oleh


S951108019

Komisi Nama Tanda Tangan Tanggal

Pembimbing

Pembimbing I Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. .......................... ............2014

NIP. 197101031997021001

Pembimbing II Prof. S. Adi Kristiawan, S.T., M.Sc., Ph.D. .......................... ............2014

NIP. 196905011995121001

Telah dinyatakan memenuhi syarat

Pada tanggal ……...………… 2014

Ketua Program Studi Teknik Mesin

Program Pascasarjana UNS

Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T.

NIP. 197409022001121002


commit to user

iii



TESIS

Oleh


S951108019

Tim Penguji

Jabatan Nama Tanda Tangan Tanggal

Ketua Dr. Triyono, S.T., M.T. ……………….. 2014

NIP. 197406251999031002

Sekretaris Prof. Dra. Neng Sri Suharty, M.Sc., Ph.D. ………………. 2014

NIP. 194908161981032001

Anggota Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. ……………….. 2014

Penguji NIP. 197101031997021001

Prof. S. Adi Kristiawan, S.T., M.Sc., Ph.D. ……………….. 2014

NIP. 196905011995121001

Telah dipertahankan di depan penguji

Dinyatakan telah memenuhi syarat

Pada tanggal …...............…….. 2014

Direktur Program Pascasarjana UNS Ketua Program Studi Teknik Mesin

Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T.

NIP. 196107171986011001 NIP. 197409022001121002


commit to user

iv

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa:

1. Tesis dengan judul: “SIFAT TARIK DAN KETAHANAN BAKAR

KOMPOSIT SERBUK GENTENG SOKKA, PHENOLIC, DAN

SERAT GELAS” ini adalah karya penelitian saya sendiri dan bebas

plagiarisme, serta tidak terdapat karya ilmiah yang diajukan oleh orang lain

untuk memperoleh gelar akademik dan tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis

digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber

acuan serta daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini,

maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan

perundang-undangan (Permendiknas No. 17, tahun 2010).

2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah

lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan PPs-

UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu

semester (enam bulan sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan

publikasi dari sebagian atau keseluruhan Tesis ini, maka Prodi Teknik

Mesin PPs-UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang

diterbitkan oleh Prodi Teknik Mesin PPs-UNS. Apabila saya melakukan

pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia menerima

sanksi akademik yang berlaku.

Surakarta, 27 April 2014

Mahasiswa,


S951108019


commit to user

v

KATA PENGANTAR

Penulis memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kasih yang

telah melimpahkan berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tesis dengan judul “SIFAT TARIK DAN KETAHANAN

BAKAR KOMPOSIT SERBUK GENTENG SOKKA, PHENOLIC, DAN

SERAT GELAS.” Adapun tujuan penulisan Tesis ini adalah untuk memenuhi

sebagian persyaratan guna mencapai gelar Magister Teknik di Prodi Pascasarjana

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga dalamnya kepada

semua pihak yang telah berperan dan berpartisipasi dalam penelitian dan

penulisan Tesis ini, khususnya kepada:

1. Allah Yang Maha Kuasa yang telah melimpahkan berkah dan rahmat-Nya,

sehingga Tesis ini bisa terselesaikan dengan baik.

2. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. selaku pembimbing I dan

Bapak Prof. S. Adi Kristiawan, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku pembimbing II

yang dengan telaten membimbing dan memberikan banyak bantuan,

motivasi serta dukungan selama proses penelitian dan penulisan Tesis ini.

3. Bapak Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Magister

Teknik Mesin dan Bapak Zainal Arifin, S.T., M.T. selaku Pembimbing

Akademi yang selalu memberikan arahan dan dorongan dalam proses

pembelajaran maupun penulisan Tesis ini.

4. Bapak Dr. Triyono, S.T., M.T. sebagai Ketua Laboratorium Material

Jurusan Teknik Mesin UNS dan Bapak Maruto Adi, S.T. sebagai Laboran

yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian ini.

5. Bapak dan Ibu Dosen pengajar Program Studi Magister Teknik Mesin UNS

beserta staf administrasi yang telah membagikan ilmunya dan segala

fasilitas penunjang kegiatan belajar mengajar sehingga penulis bisa

menyelesaikan pengerjaan Tesis ini.

6. Romo Andreas Soegijopranoto, S.J., Romo T. Agus Sriyono S.J., Bapak YV

Yudha Samudra, S.T., M.Eng. dan Bapak Hermawan Budi Prasetyo, S.T.,

MBA. selaku pimpinan Politeknik ATMI Surakarta yang telah memberikan


commit to user

vi

ijin dan dukungan sehingga penulis bisa menyelesaikan studi, penelitian dan

Tesis ini.

7. Bapak dan Ibu yang telah memberikan doa restu dan dukungan dalam

bentuk materiil dan moril.

8. Istriku tersayang Natalia Desemiana dan ketiga anakku Stella Monika,

Sheila Safira dan Stevio Swissen yang selalu memberikan semangat,

dukungan dan waktunya.

9. Seluruh teman angkatan empat tahun 2011 Magister Teknik Mesin UNS,

khususnya Yudit, Agus, Bayu, Trisno, Kaleb, Rina, Wahyu, Ridwan,

Mustakim, Joko, Sigit dan Fajar.

10. Teman teman di Politeknik ATMI Surakarta, khususnya staf di WAP dan

WAD yang telah memberikan dukungan, semangat dan waktunya.

11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu atas semua

bantuan dan kerjasamanya.

Penulis menyadari bahwa Tesis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena

itu penulis menyampaikan terima kasih apabila ada saran dan masukan demi

kesempurnaan Tesis ini.

Penulis berharap Tesis ini bisa bermanfaat bagi siapa saja yang

membacanya dan bisa digunakan sebagaimana mestinya.


Penulis


commit to user

vii

Vinsentius Bram Armunanto, 2014. Sifat Tarik dan Ketahanan Bakar

Komposit Serbuk Genting Sokka, Phenolic, dan Serat Gelas, TESIS.

Pembimbing I: Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. Pembimbing II: Prof. S. Adi

Kristiawan, S.T., M.Sc., Ph.D. Program Studi Teknik Mesin, Program

Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Abstrak :

Perkembangan material komposit memungkinkan adanya penggabungan beberapa

material yang memiliki keunggulan tertentu. Penambahan serat gelas pada

komposit dengan bahan penyusun resin phenolyc LP1QEX dan serbuk genteng

sokka dengan ukuran butiran tertentu, akan mengakibatkan perubahan pada

kekuatan tarik dan ketahanan bakar komposit tersebut. Penelitian serta pengujian

sudah dilakukan untuk mengetahui besarnya pengaruh penambahan serat gelas

pada komposit. Harapannya penambahan serat gelas akan mampu mendukung

peningkatan ketahanan tarik dan ketahanan api komposit geomaterial.

Penelitian dilakukan di laboratorium untuk membuat specimen yang dibuat

dengan metode hand lay up dengan prosentase kandungan serbuk genteng sokka

dan serat gelas 40%, ukuran butiran serbuk berkisar 74 µm, variasi serat gelas

mulai 9 laminat, 11 laminat, 13 laminat, dan 15 laminat. Pengujian XRF (X-ray

fluorescene) dilakukan pada serbuk genteng sokka dan pengujian SEM (scanning

electron microscopy) pada komposit. Pengujian tarik menggunakan ASTM D638

menghasilkan data tegangan tarik dan modulus elastisitas, sedangkan pengujian

bakar menggunakan ASTM D635 menghasilkan data time to ignition (TTI) dan

burning rate (BR).

Berdasarkan hasil uji XRF, serbuk genteng sokka mengandung unsur Al2O3 dan

SiO2 dalam prosentase yang cukup besar. Kandungan Al2O3 berfungsi untuk

meningkatkan ketahanan nyala api, sedang SiO2 berfungsi meningkatkan sifat

mekanis. Komposisi terbaik komposit dengan kandungan partikel 40%, ukuran

butiran 74 m dan 15 laminate serat gelas. Komposisi ini memiliki nilai kekuatan

tarik 207,51 Mpa dan modulus tarik 3,395 GPa. Ketahanan bakar meningkat

seiring dengan penambahan lapisan serat gelas dan kandungan serbuk. Nilai

tertinggi time to ignition 17,62 detik dan burning rate 0,23 mm/detik diperoleh

pada prosentase kandungan serat gelas dan serbuk 40%, ukuran butiran <74 m

dan serat gelas 13 laminate. Hasil ini memberikan informasi dan manfaat bagi

para pembuat/pengguna komposit.

Kata kunci: serbuk genteng sokka, komposit geomaterial, serat gelas, phenolyc,

tegangan tarik, modulus elastisitas, time to ignition, burning rate.


commit to user

viii

Vinsentius Bram Armunanto, 2014. Tensile Properties and Fire Resistance of

the Sokka Tile Powder, Phenolic, and Glass Fibres, Thesis. Principal Advisor:

Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. Co-advisor: Prof. S. Adi Kristiawan, S.T.,

M.Sc., Ph.D. The Graduate Program in Mechanical Engineering, Sebelas Maret

University, Surakarta.

Abstract

The development of composite materials allows the fusion of several individual

materials each with their own strengths. The addition of glass fibres to a composite of

phenolic resin LP1QEX and sokka tile powder of a specific grain size will result in

changes to the tensile strength and heat resistance of the composite. Research and

testing have been conducted to determine the extent that the addition of glass

fibreswill affect the composite. It is expected that adding glass fibres will increase the

tensile and heat resistance of this geomaterial composite.

Laboratory research was conducted to make sample specimen using a hand lay-up

method. Specimen containing 40% (v/v) soka tile powder, grain size < 74 µm, and

glass fibres at variants of 9 laminate, 11 laminate, 13 laminate and 15 laminate. The

sokka tile powder was tested using XRF (X-Ray Fluorescence) and SEM (Scanning

Electron Microscopy) for composite tested. Testing using ASTM D638 generated data

on tensile stress and modulus of elasticity, while combustion testing using ASTM D635

generated data on Time to Ignition (TTI) and Burning Rate (BR).

Based on the XRF testing, the soka tile powder contains a significant percentage

of the elements Al2O3 and SiO2. The Al2O3 serves to increase flame resistance,

while the SiO2 works to increase the mechanical properties. The ideal composition

contains 40% (v/v) of sokka tile powder, grain size < 74 m and 15 laminate glass

fibres. This composition has a tensile strength of 207,5 MPa and a tensile modulus

of 3,4 GPa. Increases in heat resistance correspond to the addition of layers of

glass fibres and the powder content. The point values of 17,62 seconds for time to

ignition and 0,23 mm/sec for burning rate, composite obtained a percentage of

40% (v/v) soka tile powder, grain size < 74 m and 13 laminate glass fiber. These

results provide information and benefit to the makers/users of the composite.

Keywords: sokka tile powder, geomaterial composites, glass fibres, phenolic,

tensile stress, modulus of elasticity, time to ignition, burning rate.


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................................................i

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ....................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ............................................................... iii

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS ........................ iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................. v

ABSTRAK ............................................................................................................. vii

DAFTAR ISI............................................................................................................ix

DAFTAR TABEL....................................................................................................xi

DAFTAR GAMBAR..............................................................................................xii

DAFTAR LAMPIRAN..........................................................................................xiii

BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1

1.2 Batasan Masalah ................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................. 3

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................ 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 4

2.1 Kajian Teori ......................................................................................... 4

2.1.1 Kajian teori kekuatan tarik ................................................................. 7

2.1.2 Kajian teori ketahanan bakar .............................................................. 9

2.2 Kerangka Berpikir ............................................................................... 11

2.3 Hipotesis ............................................................................................. 11

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. 12

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 12

3.2 Alat dan Bahan Penelitian .................................................................. 12

3.3 Prosedur Pembuatan Spesimen dan Pengujian ................................... 13

3.4 Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 17

BAB IV. HASIL DAN ANALISA ........................................................................ 18

4.1 Perbandingan Kandungan Phenolic, Serat Gelas dan Serbuk

Genteng Sokka .................................................................................... 18


commit to user

x

4.2 Hasil Pengujian Tarik dan Pengujian Bakar Komposit Phenolic,

Serat Gelas dan Serbuk Genteng Sokka ............................................. 18

4.2.1 Pengujian tarik dengan orientasi serat gelas 0-90° dan 45-45°........ 18

4.2.2 Pengujian ketahanan bakar komposit phenolic,serat gelas, dan

serbuk genteng sokka ....................................................................... 23

4.2.3 Pengujian density komposit serat gelas, phenolic, dan serbuk

genteng sokka .................................................................................. 27

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 30

5.1 Kesimpulan..........................................................................................30

5.2 Saran....................................................................................................30

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................31

LAMPIRAN .......................................................................................................... 34


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Kandungan unsur utama serbuk genteng Sokka (Tarigan, 2013) ...... 4

Tabel 4.1. Data perbandingan serat gelas, phenolic, dan serbuk genteng sokka 16

Tabel 4.2. Hasil pengujian ketahanan bakar komposit ….………………...….. 21

Tabel 4.3. Hasil pengujian density komposit dan density teoritis komposit...... 27


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Hasil SEM serbuk genteng sokka (Tarigan, 2013) ..................... .... 6

Gambar 2.2. Grafik regangan-tegangan (Nash, 1998) ..................................... .... 9

Gambar 2.3. Teori Segitiga Api ...................................................................... .... 10

Gambar 3.1. Sketsa dan ukuran spesimen pengujian tarik ............................. .... 15

Gambar 3.2. Metode uji bakar (ASTM D635) ................................................ .... 15

Gambar 3.3. Alat uji bakar (ASTM D635) ...................................................... .... 16

Gambar 4.1. Kurva pengaruh jumlah laminat serat gelas dengan orientasi

sudut 0-90° dan 45-45º terhadap tegangan tarik komposit ................ .... 19

Gambar 4.2. Mekanisme pembebanan yang diterima komposit ..................... .... 19

Gambar 4.3. Gambar SEM penampang serat gelas patah orientasi 0-90° ....... .... 20

Gambar 4.4. Gambar SEM penampang serat gelas patah orientasi 45-45° ..... .... 21

Gambar 4.5. Kurva pengaruh jumlah laminat serat gelas dengan orientasi

sudut 0-90° dan 45-45º terhadap modulus tarik komposit ................ .... 22

Gambar 4.6. Kurva waktu penyalaan komposit dengan variasi jumlah

laminat serat gelas dan orientasi serat 0-90° dan 45-45º ................... .... 24

Gambar 4.7. Kurva kecepatan bakar komposit dengan variasi jumlah

laminat serat gelas dan orientasi serat 0-90° dan 45-45º ................... .... 24

Gambar 4.8. Kurva density komposit serat gelas, phenolic, dan serbuk

genteng sokka .................................................................................... 28

Gambar 4.9. Struktur makro komposit serat gelas, phenolic, dan serbuk

genteng sokka, pandangan atas dan pandangan samping .................. 29


commit to user

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Hasil Pengujian Tarik Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic,

Serat Gelas dengan Orientasi Sudut Serat Gelas 0°-90°.................... 34

Lampiran 2. Hasil Pengujian Tarik Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic,

Serat Gelas dengan Orientasi Sudut Serat Gelas 45°-45°................. 35

Lampiran 3. Hasil Pengujian Bakar Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic,

Serat Gelas dengan Orientasi Serat Gelas 0°-90°................... 36

Lampiran 4. Hasil Pengujian Bakar Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic,

Serat Gelas dengan Orientasi Serat Gelas 45°-45°...................37

Lampiran 5. Hasil Pengujian Massa Jenis Komposit Serbuk Genteng Sokka,

Phenolic, dan Serat Gelas..........................................................38

Lampiran 6.1-6.4. Grafik hasil pengujian tarik komposit serat gelas

dengan orientasi serat gelas 0-90° ............................................ 39-42

Lampiran 6.5-6.8. Grafik hasil pengujian tarik komposit serat gelas

dengan orientasi serat gelas 45-45°........................................... 43-46

Lampiran 7. Biodata Penulis .......................................................................... 47


commit to user

1

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Penggunaan material komposit semakin beragam seiring dengan kemajuan

teknologi dan informasi dewasa ini, hampir di semua sektor menggunakan bahan

komposit, contoh: transportasi, telekomunikasi, rekayasa industri, kedokteran, dan

peralatan olah raga. Penggunaan dan pemanfaatan material komposit di berbagai

bidang disesuaikan dengan kebutuhan dan kekuatannya selain yang paling utama

sebagai bahan pengganti material yang sudah ada. Banyak keuntungan penggunaan

material komposit antara lain: tahan korosi, kekuatan memadai, cukup ringan (rasio

antara kekuatan dan massa jenisnya cukup tinggi), harga terjangkau, dan proses

pembuatannya relatif mudah.

Komposit geopolimer merupakan salah satu hasil perkembangan terbaru

teknologi komposit dan bisa dimanfaatkan demi kemajuan material komposit di

Indonesia. Perkembangan teknologi komposit geopolimer mempunyai prospek yang

besar untuk dikembangkan, sifat sifat utama komposit bisa selalu ditingkatkan

melalui penelitian dan pengujian. Kekayaan alam geopolimer di Indonesia yang

sangat melimpah, adalah faktor utama pendukung kemajuan teknologi komposit

geopolimer. Geopolimer adalah polimer anorganik berbahan dasar alumino silikat

(SiO2, Al2O3) yang diaktifasi oleh larutan basa kuat (Giannopoulou, 2009).

Ada beberapa bahan alam yang sudah dimanfaatkan dalam pembuatan

material komposit, seperti: fly ash, serbuk kayu sengon, serat tumbuhan, cantula,

jerami, dan enceng gondok. Dalam pengujian ini kita menggunakan geomaterial

serbuk genting sokka yang banyak mengandung unsur alumino-silikat (SiO2, Al2O3)

yaitu Al2O3 (19,62%) dan SiO2 (54,59%), Tarigan, (2013). Geomaterial genting

sokka termasuk dalam golongan geomaterial lempung MMt (montmorillonite).

Bahan geomaterial sangat melimpah dan mempunyai peluang yang baik untuk

dijadikan bahan komposit geopolimer sebagai bahan pengganti material kayu ataupun

logam dan material lain yang digunakan dalam industri transportasi dan peralatan

permesinan. Alat transportasi yang ringan dan mudah dibuat akan berdampak pada

efisiensi proses dan pemakaian bahan bakar.


commit to user

2

Persyaratan lain untuk material alat transportasi adalah mempunyai ketahanan

api yang baik, sehingga diharapkan bisa menjamin keselamatan penumpang atau

pengendara bila terjadi kondisi yang berkaitan dengan nyala api. Hal ini telah

diujicoba dan dilakukan di PT. INKA Madiun yang telah memproduksi berbagai

panel-panel interior kereta api dari komposit berbahan geomaterial. Pengujian ini

membuktikan bahwa bahan komposit geomaterial mempunyai sifat yang ringan,

kekuatan memadai, mampu bentuk yang baik dan memiliki ketahanan api yang baik

(Diharjo, dkk., 2010).

Bahan komposit serat gelas merupakan salah satu bahan komposit serat yang

banyak digunakan sebagai pengganti bahan kayu. Komposit dengan komposisi 30%

serat gelas dan 70% resin/epoxy matrix bisa memberikan kenaikan kekuatan tarik

sebesar 29,2% dibandingkan dengan kayu mahoni. Aplikasi penggunaan komposit

juga meluas, selain digunakan sebagai interior rumah bagian dalam, komposit serat

gelas juga mampu digunakan untuk bermacam eksterior rumah yang langsung

terkena air hujan, debu, dan sinar matahari (Harsi, 2013).

Spesimen pengujian tarik dibuat sesuai ASTM D638 memiliki ketebalan 3

mm, jumlah laminat serat gelas yang digunakan pada komposit minimal 9 laminat

dan maksimal sebanyak 15 laminat. Penambahan serat gelas pada komposit ini terkait

juga dengan orientasi atau posisi sudut serat gelas. Pengujian tarik dan pengujian

ketahanan bakar komposit ini menggunakan orientasi serat 0-90° dan 45-45°.

Pengujian massa jenis sesuai standar ASTM D792 juga dilakukan untuk

mengetahui bilamana ada rongga/void pada spesimen dan meyakinkan bahwa proses

pembuatan spesimen baik serta memenuhi ketentuan metode hand lay-up.

1.2 Batasan Masalah

Batasan masalah terkait dengan persiapan, proses pembuatan, pengujian, dan

pengukuran hasil yang diperoleh, meliputi:

1. Serbuk genteng sokka dianggap homogen, meliputi: ukuran butiran,

kelembaban, berat jenis, kandungan kimia.

2. Bahan serat gelas dianggap homogen, yaitu: diameter serat, kelembaban, berat

jenis, kandungan kimia, dan anyaman serat sesuai data mekanis dari

produsen/pabrikan.


commit to user

3

3. Distribusi serbuk geomaterial genting sokka dan serat gelas pada material

komposit dianggap seragam dan merata.

4. Distribusi matrix phenolic pada material komposit dianggap merata, dengan

proses pembuatan yang dilakukan bertahap lapis demi lapis.

5. Prosentase serbuk genteng sokka ditentukan sebesar 40% mengacu pada

optimalisasi penelitian dan pengujian sebelumnya.

6. Komposit dengan penambahan serat gelas 15 laminat tanpa serbuk genteng

sokka dikarenakan ketebalan spesimen sudah tercapai.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian dan pengujian ini mempunyai tujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh penambahan serat gelas dan serbuk genteng sokka

terhadap kekuatan tarik komposit.

2. Mengetahui pengaruh penambahan serat gelas dan serbuk genteng sokka

terhadap ketahanan bakar komposit.

3. Mengetahui pengaruh orientasi serat 0-90º dan orientasi serat 45-45º terhadap

kekuatan tarik dan ketahanan bakar komposit.

1.4 Manfaat Penelitian

Pengujian dan penelitian ini diharapkan bisa mendapatkan komposit

geomaterial yang memiliki kekuatan tarik tinggi dan ketahanan bakar yang baik.

Ada beberapa manfaat positif dan menguntungkan yang bisa diperoleh bagi

perkembangan material komposit terutama dampak pada sektor perekonomian,

lingkungan hidup, dan penghematan energi terkait dengan biaya pembuatan dan

bahan baku.


commit to user

4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Teori

Material komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua

atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana

sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Dari

campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat

mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Material

komposit mempunyai sifat dari material konvensional pada umumnya dari proses

pembuatannya melalui percampuran yang tidak homogen, sehingga dalam proses

pembuatannya dapat diatur komposisi material pembentuknya sesuai fungsi dan

kekuatan material komposit yang diinginkan. Komposit merupakan sejumlah

sistem multi fasa sifat dengan gabungan, yaitu gabungan antara bahan matriks

atau pengikat dengan penguat (Gibson, 1994).

Hasil dari pengamatan XRF (X-ray flourescense) yaitu teknik analisis unsur

yang membentuk suatu material dengan dasar interaksi sinar X pada material

analit. Hasil XRF pada penelitian Tarigan, (2013) dapat digunakan untuk

melengkapi hasil pengujian bakar komposit. Semua senyawa material yang

terkandung dalam serbuk genteng sokka memiliki titik lebur > 600°C.

Tabel 2.1 Kandungan unsur utama serbuk genteng sokka (Tarigan, 2013)

Formula Konsentrasi

SiO2 54,59%

Al2O3 19,62%

Fe2O3 13,30%

CaO 3,55%

MgO 3,03%

K2O 2,25%

TiO2 1,40%

P2O5 0,69%

SO3 0,37%

Cl 0,35%

Hasil XRF pada Tabel 2.1 memperlihatkan beberapa kandungan utama dari

serbuk genteng sokka. Kandungan yang dominan pada serbuk genteng sokka


commit to user

5

adalah SiO2 dan Al2O3 dengan konsentrasi kandungan 54,59% dan 19,62%. Kedua

kandungan tersebut dapat menghambat adanya perambatan api/flame retardant

(FR) (Wibisono, 1998). Flame retardant merupakan komponen atau kombinasi

komponen yang dapat menghambat nyala bila ditambahkan pada suatu kandungan

sehingga dihasilkan suatu material yang memiliki kemampuan hambat nyala

(Tesoro, 1978).

Gambar 2.1 Hasil SEM serbuk genteng sokka pada komposit

(Tarigan, 2013).

Hasil SEM (scanning electron microscope) yang dilakukan pada penelitian

serbuk genteng sokka dapat digunakan sebagai pendukung hasil pengujian tarik

dan bakar komposit. Hasil karakterisasi bentuk partikel dengan SEM

menunjukkan bahwa serbuk genteng sokka memiliki kombinasi partikel yang

tidak beraturan/partikel tidak teratur dan bulat berdiameter sekitar 5 µm. Gambar

2.1 menunjukkan kombinasi bentuk partikel ini cenderung ber-aglomerasi menjadi

satu. Hal ini menunjukkan bahwa serbuk genteng sokka memiliki sifat mampu

menahan temperatur tinggi, mampu meredam getaran yang diterima dan bersifat

absorb yaitu mudah menyerap air (Wibisono, 1998).

Banyak penelitian yang dilakukan bertujuan untuk menaikkan kekuatan

tarik dan ketahanan bakar. Sutrisno, (2013) menambahkan serat karbon dan

serbuk genteng sokka pada komposit geomaterial dengan resin bhisphenolic.

Hung, dkk., (2010) meneliti terkait ketahanan bakar komposit geopolimer

serbuk

genteng

soka


commit to user

6

generasi terbaru. Fernandez-Jimenez, (2005) mengadakan penelitian bahwa

geomaterial merupakan suatu bahan anorganik yang mempunyai sifat-sifat

mekanik yang bagus yaitu tahan terhadap panas, tahan terhadap asam, dan

memiliki kuat tekan yang tinggi mencapai 100 MPa.

Ling, dkk., (2009) melakukan peneli tian tentang geopolimer

komposit matriks diperkuat serat gelas jenis pendek (crude fiber geopolimer

komposit) dengan fraksi volume yang berbeda, struktur mikro komposit dipelajari

dan berkorelasi dengan kadar serat. Hasil menunjukkan bahwa serat gelas pendek

memiliki penguatan yang besar dan efek ketangguhan pada prosentase volume

rendah serat (3–5% volume). Prosentase serat yang meningkat membuat efek

penguatan dan ketangguhan dari komposit semakin baik. Hal ini disebabkan

karena bertambahnya tegangan geser yang terjadi diantara serat dan matrik pada

tekanan tinggi. Peningkatan propertis terutama didasarkan pada struktur jaringan

serat gelas pendek dan penguatan dominan dan mekanisme ketangguhan

menghasilkan komposit yang kuat.

Bahan geomaterial pertama kali digunakan untuk pengikat alumino silikat

alkali yang dibentuk oleh aktivasi alkali mineral aluminosilikat. Pembentukan

bahan geomaterial adalah hasil dari reaksi kimia heterogen antara Al-Si bahan

padat dan silika basa. Reaksi geopolymerization adalah eksotermis dan

berlangsung dibawah tekanan atmosfer pada temperatur di bawah 100°

C.

Penelitian Giannopoulou, dkk., (2009) menjelaskan secara terperinci struktur

bahan geopolymeric. Sifat mekanik komposit bisa ditingkatkan khususnya

kekuatan tarik dengan menambahkan bahan yaitu serat. Bahan serat ada dua

macam yaitu serat alam dan serat sintetis. Serat gelas termasuk dalam golongan

serat sintetis. Karakteristik dari serat gelas antara lain: diameter = 12 µm,

tegangan tarik = 350 MPa, modulus elastisitas = 7,3 GPa, massa jenis = 2,56

g/cm3, Poisson’s ratio = 0,22 dan ketebalan anyaman 0,24 mm (data dari PT.

JUSTUS Kimia Raya).

Husaini, (2011) meneliti pengaruh penambahan clay terhadap kekuatan

tarik, modulus elastisitas, kekuatan impak dan ketangguhan retak dari komposit

unsaturated polyester dan serat gelas. Hasilnya menunjukkan bahwa kekuatan

tarik dan modulus elastisitas tertinggi dari komposit hibrid unsaturated polyester,


commit to user

7

clay dan serat gelas dicapai pada prosentase clay 2% dengan kenaikan kekuatan

tarik 12,83% dan modulus elastisitas 11,15%. Penambahan clay diatas 2% akan

mengakibatkan hal yang sebaliknya (menurun). Kekuatan impak dan ketangguhan

retak maksimal terjadi pada penambahan clay sebesar 4%. Kekuatan impak akan

naik sebesar 26,19% dan ketangguhan retak naik 14,43%, tetapi penambahan clay

diatas 4% akan berlaku sebaliknya.

2.1.1 Kajian teori kekuatan tarik

Sifat mekanik bahan adalah hubungan antara respon atau deformasi bahan

terhadap beban yang bekerja. Sifat mekanik berkaitan dengan kekuatan,

kekerasan, keuletan, dan kekakuan. Bahan dapat dibebani dengan tiga cara yaitu

dengan pengujian tarik, pengujian tekan, dan pengujian geser (Nash, 1998).

Dalam penelitian ini, bahan akan diuji dengan pengujian tarik. Uji tarik

adalah salah satu uji stress–strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui

kekuatan bahan terhadap gaya tarik, dimana bahan uji akan ditarik sampai putus.

Pengujian tarik dilakukan untuk mencari tegangan dan regangan (stress–strain

test). Dari pengujian tarik dapat diketahui beberapa sifat mekanik material yang

sangat dibutuhkan dalam desain rekayasa. Hasil dari pengujian ini adalah grafik

beban dengan perpanjangan/elongasi (Nash,1998).

a. Tegangan Tarik ( σ ).

Ilmu kekuatan bahan adalah kumpulan pengetahuan yang membahas

hubungan antara gaya intern, deformasi, dan beban luar. Persamaan

keseimbangan statis diterapkan terhadap gaya yang bekerja pada suatu

bagian benda, agar diperoleh hubungan antara gaya luar yang bekerja pada

bagian konstruksi dengan gaya intern yang melawan bekerjanya beban luar.

Gaya tahan intern ini yang disebut tegangan (Dieter, 1986), yang

dirumuskan:

(1)

dimana:

F = beban yang diberikan dalam arah tegak lurus terhadap

penampang spesimen (N).

A0 = luas penampang mula-mula spesimen sebelum diberikan


commit to user

8

pembebanan (mm2).

σ = engineering stress ( Pa ).

b. Regangan Tarik ( ε ).

Besarnya regangan adalah jumlah pertambahan panjang karena pembebanan

dibandingkan dengan panjang daerah ukur mula-mula (gage length). Nilai

regangan ini adalah regangan proporsional yang didapat dari garis

proporsional pada grafik tegangan–tegangan hasil uji tarik komposit (Surdia

dan Saito, 1985). Regangan dapat dihitung dengan rumus :

(2)

dimana:

ε = engineering strain.

l0 = panjang awal spesimen sebelum diberikan pembebanan (mm).

l1 = panjang akhir spesimen setelah diberikan pembebanan (mm).

ΔL = pertambahan panjang (mm).

c. Modulus Elastisitas.

Besarnya bahan mengalami deformasi atau regangan bergantung kepada

besarnya tegangan. Pada sebagian besar material, tegangan dan regangan

adalah proporsional dengan hubungan (Surdia dan Saito,1986):

(3)

dimana: E = modulus elastisitas atau modulus Young (MPa).


commit to user

9

Gambar 2.2 Grafik regangan-tegangan (Nash,1998)

Dari grafik diatas dapat diketahui deformasi elastis hanya terjadi pada daerah

elastis artinya jika beban dilepaskan maka bahan akan kembali ke bentuk semula.

2.1.2 Kajian teori ketahanan bakar

Pengujian ketahanan bakar terkait dengan teori pembakaran segitiga api.

Teori pembakaran segitiga api adalah proses pembentukan nyala api atau

pembakaran yang membutuhkan 3 unsur di dalamnya, yaitu: bahan bakar,

oksidator, dan panas. Pembakaran terjadi ketika bahan bakar, oksidator, dan

sumber pengapian/panas berada pada tingkat yang diperlukan. Hal ini berarti api

tidak akan terjadi jika (1) bahan bakar tidak ada atau tidak ada dalam jumlah yang

cukup, (2) oksidator tidak ada atau jumlah tidak mencukupi, dan (3) sumber

pengapian tidak cukup mampu untuk menyalakan api. (Suharty, et all., 2012).

Gambar 2.3 Teori Segitiga Api

Proses pembakaran akan terganggu apabila salah satu unsur dari segitiga

api mengalami gangguan, jumlahnya berkurang, proses reaksi terhambat oleh

sesuatu, atau bahkan dihilangkan. Hubungan ketiga unsur dalam segitiga api dan

keterangannya ditunjukkan pada Gambar 2.3. Dalam proses pembakaran terjadi

rantai reaksi kimia, proses pertama adalah difusi antara oksigen dengan uap bahan

bakar, dilanjutkan dengan terjadinya penyalaan dan terus dipertahankan sehingga

membentuk reaksi kimia yang berantai berakibat kebakaran yang berkelanjutan.


commit to user

10

Pengujian ketahanan bakar bisa dibagi menjadi 3 kelompok sesuai dengan

tujuan dalam pelaksanaannya. Kelompok pengujian tersebut adalah official tests,

lab tests, dan full scale tests. Official test adalah pengujian bakar dengan prosedur

yang teliti sehingga semua langkah pengujian dilakukan dengan tepat. Pengujian

yang tergolong official test adalah cone calorimeter test (ISO 5660/ASTM

E1354), radiant panel test (ASTM E162), smoke chamber test (ASTM E662), dan

steiner tunnel test (ASTM E84). Lab test adalah pengujian bakar yang dilakukan

dengan studi eksperimental. Proses uji coba yang dilakukan dengan tipe lab test

lebih cepat dan hemat biaya dibandingkan official test. Pengujian yang tergolong

lab test adalah limiting oxygen index (ASTM D2863), vertical burn test (ASTM

D568 dan D3801), dan horizontal burn test (ASTM D635). Jenis pengujian yang

ketiga adalah full scale test. Pengujian full scale test dilakukan dengan prosedur

penggabungan antara official test dan lab test. Pengujian ini memiliki tujuan untuk

mengetahui kondisi pembakaran yang sebenarnya dengan prosedur yang lengkap

dan disertai pengujian di laboratorium.

Pengujian bakar komposit ini menggunakan metode lab test, pengujian

bakar dilakukan dalam ruangan sesuai ASTM D635. Data yang bisa diperoleh dari

pengujian bakar sesuai ASTM D635 adalah data TTI (Time to Ignition) dan BR

(Burning Rate). Ketahanan bakar yang baik diperoleh dari hasil data waktu

penyalaan api yang lama dan laju pembakaran rendah pada komposit. Nilai TTI

diperoleh saat waktu pertama penyalaan api merambat pada sampel uji selama

kurang dari 30 detik pada interval 0–25 mm, sedangkan nilai BR diperoleh data

waktu awal api merambat pada jarak 25 mm sampai menuju jarak L=100 mm.

Nilai BR diperoleh dari jarak perambatan nyala api sejauh 75 mm. Ukuran

spesimen sesuai ASTM D635 adalah sebagai berikut: L dinyatakan sebagai

panjang spesimen dengan ukuran 125 mm, sedangkan W dinyatakan sebagai lebar

spesimen dengan ukuran 13 mm, dan T dinyatakan sebagai tebal spesimen dengan

ukuran 3 mm (Gambar 3.1).


commit to user

11

2.2 Kerangka Berpikir

Penelitian dan pengujian ini membahas karakteristik komposit

geomaterial, menentukan batas kekuatan tarik komposit (tensile strength) dan

ketahanan bakar komposit (flame retardant). Komposit menggunakan bahan

geomaterial serbuk genteng sokka, serat gelas, dan phenolic LP1QEX. Bahan

geomaterial serbuk genteng sokka sudah terbukti pada kandungan 40% dan

ukuran butiran < 76 µm mampu menjadi penguat dan memiliki keunggulan utama

yaitu ketahanan panas yang tinggi (Saputro, 2013). Serat gelas digunakan untuk

dapat mendukung kekuatan dan sifat mekanik yang baik. Serat gelas ini

diharapkan mampu menghasilkan material komposit baru yang memenuhi

tuntutan kekuatan sebagai material pengganti di bidang manufaktur dan

transportasi. Bahan resin yang akan menyatukan semua materi menjadi bahan

komposit digunakan phenolic LP1QEX, dilihat dari spesifikasi tekniknya

memenuhi dan mampu menahan temperatur yang tinggi.

2.3 Hipotesis

Setelah pengujian dan penelitian ini diharapkan dapat diketahui bahwa

dengan menggunakan serbuk genting sokka (sejenis montmorillonite) dalam

prosentase tertentu diperkuat dengan beberapa lapis serat gelas dan dengan

menggunakan matrik phenolic dihasilkan material komposit dengan sifat

mekanik yang baik dan mempunyai ketahanan bakar yang tinggi.


commit to user

12

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Material Universitas

Sebelas Maret Surakarta, sedangkan pelaksanaan pengujian tarik komposit di

Laboratorium Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan Balai Latihan Kerja

Surakarta. Pengujian bakar dilaksanakan di Laboratorium Material Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

Penelitian ini menggunakan bahan dan alat alat sebagai berikut:

1. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:

a. Serbuk genting sokka diayak lolos mesh 200.

b. Serat gelas anyaman diameter ± 12 µm.

c. Phenolyc Resin LP 1Q EX, PT Justus Kimia Raya.

d. Promotor dan katalis Mekpo: senyawa methyl ethyl keton peroksida.

2. Alat

Beberapa peralatan yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut:

a. Timbangan digital, merk Vibra, maksimal jangkauan 50 kg,

ketelitian 0,001 gram.

b. Oven suhu rendah, merk Modena, 0° - 250°C, ketelitian 1°C.

c. Thermocouple, merk Fluke 51 II, temperatur maksimal 600°C,

ketelitian 0,1°C.

d. Gelas ukur, merk Tristar maksimal volume 500 ml dan ketelitian 5 ml.

e. Stop watch, merk QQ rentang 60 menit, ketelitian 0,01 detik.

f. Gelas plastik penampung dan pengaduk

g. Universal testing machine (UTM), merk Gotech GT 7010 A2,

maksimal beban 10.000 N dengan ketelitian 1 newton.

h. Alat bantu yang lain.


commit to user

13

Alat bantu lain yang digunakan, meliputi cutter, gunting, kuas, pisau,

spidol, pemotong kaca, penggaris, lem/perekat, gergaji, kaca, pipet

tetes, suntikan, palu, dan pemberat.

i. Cetakan spesimen

Cetakan spesimen terbuat dari kaca sebagai alas dan pembentuk

rongga yang dibentuk sedemikian rupa sehingga spesimen hasil

cetakan memenuhi standart ASTM D638 (test method for tensile

properties of plastics) dan ASTM D635 (test method for burning of

plastics).

3.3 Prosedur Pembuatan Spesimen dan Pengujian

Pembuatan spesimen menggunakan metode hand lay up dengan cetakan

kaca dimana langkah pembuatannya:

1. Perhitungan fraksi volume dan berat material serbuk genteng sokka,

phenolic dan serat gelas ( ρ phenolic = 1,12 g/cm³, ρ serat gelas = 2,56

g/cm³ dan ρ serbuk genteng sokka = 2,50 g/cm³).

Misal untuk spesimen uji tarik, ukuran cetakan: 3 x 162 x 185mm = 90 cm³.

* Volume serbuk genteng sokka + serat gelas = 40% = 36 cm³.

* Volume resin/phenolic = 60% = 54 cm³.

Untuk spesimen 15 laminat: phenolic = 54,00 cm³ = 60,00 g ; serat gelas =

36 cm³ = 92,16 g ; serbuk genteng sokka = 0,00 cm³ = 0,00 g.

Untuk spesimen 13 laminat: phenolic = 54,00 cm³ = 60,00 g ; serat gelas =

31,2 cm³ = 79,87 g ; serbuk genteng sokka = 4,80 cm³ = 12,00 g.

Khusus serbuk genteng sokka setelah ditimbang dipanaskan untuk

menghilangkan kadar air pada suhu 105 C selama minimal 40 menit.

2. Matrik ditimbang sesuai jumlah fraksi volume terhadap cetakan dan massa

jenisnya.

3. Matrik yang sudah sesuai takaran dicampur ke dalam gelas lalu diaduk

pelan-pelan dengan pengaduk hingga merata.

4. Tambahkan promotor dan katalis dengan perbandingan sesuai fraksi volume

resin, diaduk kembali hingga merata.


commit to user

14

5. Aduk pelan-pelan hingga tercampur rata kira-kira selama satu menit.

6. Tambahkan serbuk genteng sokka dan aduk hingga merata.

7. Tuangkan campuran bahan tersebut ke dalam cetakan yang sudah disiapkan

dan telah dibentuk sesuai standar ASTM D638 dan ASTM D635.

8. Ratakan permukaan dan resin yang dituangkan, tambahkan serat gelas

berikutnya. Lakukan hal yang sama sampai laminat terakhir serat gelas.

9. Ratakan permukaan campuran pada cetakan, tutup dengan kaca, dan diberi

beban secukupnya.

10. Tunggu hingga kering selama kurang lebih dua jam.

11. Spesimen yang sudah kering dilepas dari cetakan kemudian dihaluskan

bagian-bagian permukaannya dengan alat kikir dan amplas.

12. Spesimen komposit yang telah dihaluskan dan diukur geometri awalnya

dipanaskan dalam oven (postcure) pada suhu 100º celcius selama satu jam.

Setelah proses nomor 13 selesai bisa dikatakan spesimen siap uji. Penentuan

komposisi dalam pembuatan komposit memegang peranan penting, karena unsur-

unsur penyusun komposit baik matrik maupun penguatnya memiliki pengaruh

yang besar terhadap sifat mekanik komposit yang dihasilkan. Dalam penelitian ini

penentuan komposisi yang dilakukan terdiri dari penentuan komposisi resin-

katalis dan penentuan komposisi kandungan-penguat (geomaterial).

Spesimen diuji terhadap kekuatan tarik dan ketahanan bakar dengan dasar

pengujian sebagai berikut:

1. Pengujian kekuatan tarik (tensile strength)

Bentuk dan ukuran spesimen yang digunakan untuk pengujian tarik sesuai

dengan ASTM D638. Setiap pengujian dibutuhkan minimal 5 buah spesimen.

Rincian ukuran beserta toleransinya dapat dilihat pada Gambar 3.1, meliputi: tebal

spesimen = 3 mm, lebar daerah uji = 13 mm, lebar keseluruhan = 19 mm, panjang

daerah uji = 57 mm, panjang keseluruhan = 165 mm, radius luar = 76 mm, dan

jarak pencekaman.

Pengujian dilakukan dengan mesin uji tarik terhadap tiap spesimen

komposit (ada 5 buah spesimen). Spesimen diposisikan tegak lurus dan dijepit

pada kedua ujungnya pada jarak 115 mm, diberi awalan tegangan serta diatur

parameter mesin sebelum memulai proses penarikan. Spesimen ditarik dan


commit to user

15

diamati hingga putus. Semua data terkait pengujian yaitu tegangan maksimum dan

regangan dicatat. Data ini dihitung dan dikonversi menghasilkan data kekuatan

tarik komposit yang bersangkutan.

Gambar 3.1 Sketsa dan ukuran spesimen pengujian tarik.

Pengujian ketahanan bakar (burner test)

Pengujian ketahanan bakar (nyala api) berdasarkan ASTM D635, Gambar

3.2 menunjukkan ketentuan jarak dan sudut yang sesuai. Tahapan pengujian

adalah menyalakan burner dengan nyala api konstan, ketinggian nyala api 20 mm

dan tidak menyembur. Sampel uji disiapkan memiliki ukuran ketebalan 3 mm,

lebar 13 mm, dan panjang 125 mm. Spesimen dijepit pada arah horisontal dengan

panjang jepitan 5 mm. Spesimen diberi tanda pada ukuran panjang 25 mm dan 75

mm. Pembakaran dilakukan dengan memiringkan burner pada sudut 45 derajat

dan panjang sampel masuk ke dalam api adalah 6 mm selama 30 detik.

Pengamatan dilakukan dengan melihat apakah panel menyala atau tidak. Lamanya

waktu yang dibutuhkan untuk membakar ujung spesimen sejak api didekatkan

juga harus dicatat untuk menentukan besarnya waktu penyalaan (time to ignition).

25 mm 25 mm 25 mm


commit to user

16

Gambar 3.2 Metode uji bakar (ASTM D635)

Gambar 3.3 Alat uji bakar (ASTM D635)

Gambar 3.3 menunjukkan alat untuk melakukan pengujian bakar sesuai

standar ASTM D635. Data yang diperoleh dari pengujian bakar ini adalah data

TTI (time to ignition) dan BR (burning rate). Ketahanan bakar yang baik pada

standar D635 adalah diperolehnya hasil data waktu penyalaan api yang lama dan

laju pembakaran rendah pada komposit. Nilai TTI diperoleh saat waktu penyalaan

api pertama merambat pada sampel uji sampai jarak yaitu pada L = 25 mm,

sedangkan nilai burning rate diperoleh data waktu api merambat pada jarak 25

mm sampai menuju jarak L = 100 mm. Nilai burning rate diperoleh dari jarak

perambatan api sejauh 75 mm (ASTM D635, 1998).


commit to user

17

3.4 Diagram Alir Penelitian

Skema penelitian komposit serbuk genteng sokka, phenolic, dan serat gelas

dari persiapan material dan peralatan, pembuatan spesimen, proses pengujian dan

pencatatan hasil serta pembuatan kesimpulan.

Kajian

pustaka

dan

inventarisa

si hasil

penelitian

terdahulu

PERSIAPAN

1. Pengadaan bahan penelitian : serbuk genteng sokka (SGS), phenolyc LP 1Q

EX dan bahan pendukung lainnya.

2. Penyiapan peralatan: mesin crushing, alat ayak, timbangan digital, alat cetak,

oven pengering, alat uji tarik (ASTM D638), alat uji bakar (ASTM D635),

alat uji density (ASTM D729).

Persiapan Resin

Phenolyc LP 1Q EX,

promotor dan katalis

Pembuatan Komposit Serbuk

Genteng Sokka, Phenolic, dan

Serat Gelas

Varian Tetap: ukuran serbuk

genteng sokka, ukuran serat gelas

dan resin, orientasi serat 0-90°.

Varian Peubah: fraksi volume

serbuk genteng sokka dan serat

gelas (jumlah laminat).

Metode Pembuatan: hand lay up

dengan cetakan kaca.

Pengujian: uji tarik (ASTM D638),

uji bakar (ASTM D635), pengujian

density (ASTM D792) dan SEM.

Hasil: penentuan laminat serat gelas

terbaik pada orientasi 0-90° dan

prosentase SGS berdasarkan

karakterisasi uji tarik dan uji bakar.

Pembuatan Komposit Serbuk

Genteng Sokka, Phenolic, dan

Serat Gelas

Varian Tetap: ukuran serbuk

genteng sokka, ukuran serat gelas

dan resin, orientasi serat 45-45°.

Varian Peubah: fraksi volume

serbuk genteng sokka dan serat

gelas (jumlah laminat).

Metode Pembuatan: hand lay up

dengan cetakan kaca.

Pengujian: uji tarik (ASTM D638),

uji bakar (ASTM D635), pengujian

density (ASTM D792) dan SEM.

Hasil: penentuan laminat serat

gelas terbaik pada orientasi 45-45°

dan prosentase SGS berdasarkan

karakterisasi uji tarik dan uji bakar.

KESIMPULAN DAN HASIL

Komposit geomaterial: serbuk genteng sokka, phenolyc, serat gelas dengan

kekuatan tarik tertinggi dan ketahanan bakar terbaik dan penentuan orientasi

sudut serat gelas terbaik antara 0-90° dengan 45-45°.

Persiapan Material Penguat Serbuk genteng sokka mesh 200,

serat gelas anyaman

Pengeringan serbuk genteng,

pemotongan serat gelas dan

penimbangan

Penimbangan resin

Phenolic LP 1Q EX

Persiapan Cetakan

Kaca, astralon, white

oil dan pemberat

Pembuatan

cetakan specimen


commit to user

18

BAB IV. HASIL DAN ANALISA

4.1 Perbandingan Phenolic, Serat Gelas, dan Serbuk Genteng Sokka

Fraksi volume matriks sebesar 60% (phenolic52,68 cm³ + promotor 0,26

cm³ + katalis 1,05 cm³) dan fraksi volume serat gelas + serbuk genteng sokka

sebesar 40% (36 cm³) seperti ditunjukkan pada Tabel 4.1. Penentuan

perbandingan serat gelas, phenolic, dan serbuk genteng sokka dari penelitian dan

pengujian sebelumnya (Saputro, 2013), dengan kesimpulan bahwa prosentase

optimal campuran phenolic dengan serbuk genteng sokka adalah 60% phenolic

dan 40% serbuk genteng sokka. Ukuran partikel serbuk genteng sokka optimal

sekitar 74 µm yaitu lolos pengayakkan mesh 150 dan tertahan mesh200.

Tabel4.1Dataperbandinganserat gelas, phenolic,danserbuk genteng sokka.

No SERAT GELAS SERBUK GENTENG

SOKKA PHENOLIC +

(PROMOTOR + KATALIS)

Laminat

Volume Massa Volume Massa Volume Massa

1 15 36,00 cm3 92,16 g 0cm

3 0 g

54,00 cm

3

60,00 g

2 13 31,20 cm3 79,87 g 4,80 cm

3 12,00 g

3 11 26,40 cm3 67,58 g 9,60 cm

3 24,00 g

4 9 21,60 cm3 55,30 g 14,40 cm

3 36,00 g

Keterangan: komposit dengan serat gelas berbentuk anyaman sebanyak 15 laminat

tidak mengandung serbuk genteng sokka, dikarenakan ketebalan spesimen 3 mm

sesuai ASTM D635 tidak memungkinkan bila ditambahkan serbuk genteng sokka

pada matriks phenolic.

4.2 Hasil Pengujian Tarik dan Pengujian Bakar Komposit Phenolic, Serat

Gelas, dan Serbuk Genteng Sokka

4.2.1 Pengujian tarik komposit dengan orientasi serat gelas 0-90ºdan 45-45º

Kekuatan tarik, modulus elastisitas dan besarnya regangan komposit

geomaterial serbuk genteng sokka, phenolic, dan serat gelas dengan variasi


commit to user

19

orientasi serat gelas 0-90º dan 45-45º serta jumlah laminat serat gelas 9, 11, 13,

dan 15 laminat ditunjukkan pada Lampiran 1.

Grafik yang menyatakan hubungan antara tegangan tarik komposit dan

jumlah laminatserat gelas dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Kurva pengaruh jumlah laminat serat gelas dengan orientasi

sudut 0-90° dan 45-45º terhadap tegangan tarik komposit.

Grafik menunjukkan tegangan tarik pada pengujian komposit dengan

jumlah laminat serat gelas 15 laminat dan orientasi sudut serat 0-90º yaitu sebesar

207,51 MPa. Tegangan tarik sebesar 65,06 MPa didapatkan pada pengujian tarik

komposit dengan jumlah laminat 9 laminat dan orientasi sudut serat gelas 45-45º.

Perbedaan kekuatan tarik yang terjadi terutama disebabkan adanya perbedaan

orientasi sudut serat gelas. Kekuatan tarik komposit dengan orientasi sudut 0-90º

lebih besar dibandingkan komposit dengan orientasi sudut 45-45º.

Beban yang diterima komposit secara keseluruhan akan ditahan oleh

penguat/reinforcement (dalam hal ini serat gelas), sedangkan matrik berfungsi

sebagai pengikat atau mempertahankan posisi penguat agar tetap pada tempatnya.

σx

σ1 σx

σ2 = σx COS 45°

σ1 = σx σx

σ2

Gambar 4.2 Mekanisme pembebanan yang diterima penguat/serat

gelas untuk orientasi sudut 0-90° dan 45-45°.

0

50

100

150

200

250

9 11 13 15

Tega

nga

n T

arik

(M

Pa)

Jumlah Laminat Serat Gelas

Orientasi 0-90 Orientasi 45-45


commit to user

20

Penampang serat gelas yang mengalami pembebanan tarik ditunjukkan pada

Gambar 4.2. Tegangan tarik pada serat gelas dengan orientasi sudut 0-90º sebesar

σ1=σx berlaku searah/horisontal terhadap penampang serat gelas. Tegangan tarik

sebesar σ2 = σx cos 45° = ½ σx terjadi pada serat dengan orientasi sudut 45-45º

terhadap penampang serat gelas (Khandan, dkk., 2012). Hasil pengujian tarik dan

SEM menunjukkan bahwa selain serat gelas masih ada resin yang juga berperan

mengikat penguat dan menahan gaya tarik yang diterima, sehingga besarnya hasil

pengujian tarik komposit lebih besar dari perhitungan Gambar 4.2.

Gambar 4.3 Gambar penampang serat patah pada orientasi 0-90°

Komposit dengan orientasi serat gelas 0-90° pada saat mengalami beban

tarik pertambahan panjang serat tidak terlalu besar. Hal ini disebabkan serat gelas

mampu menahan beban secara maksimal pada posisi sejajar/searah dengan

memanjangnya serat atau pada posisi orientasi 0-90°. Ikatan antara resin dengan

serat gelas pada orientasi 0-90° juga baik, terbukti komposit mampu menahan

gaya tarik lebih besar dibanding orientasi 45-45°. Gambar 4.3 memperlihatkan

penampang patahan serat pada saat mengalami beban tarik hingga putus. Gaya

tarikan searah memanjangnya serat menyebabkan serat masih dalam posisinya

(tidak terlepas atau seperti didorong keluar ikatan seperti yang terjadi pada

komposit dengan orientasi 45-45°), sehingga serat gelas dan resin bisa menahan


commit to user

21

gaya tarik yang diterima secara bersama. Akibatnya tidak terjadi pertambahan

panjang serat gelas sesuai dengan gambar penampang patah serat.

Gambar 4.4 Gambar penampang serat patah pada orientasi 45-45°.

Gambar 4.4 memperlihatkan penampang patahan komposit dengan serat

gelas orientasi 45-45° pada saat mengalami beban tarik hingga putus. Serat gelas

dengan orientasi 45-45° akan mengalami pertambahan panjang yang lebih

dibandingkan komposit dengan orientasi serat gelas 0-90°.Serat gelas termasuk

bahan sintetis yang berorientasi bi-directional, artinya hanya mampu menahan

beban maksimal pada dua arah berlawanan (B, Vinod., 2013).

Kekuatan tarik pada komposit geomaterial ini dipengaruhi juga oleh jumlah

prosentase serat penguat dan ikatan antara matrik dan penguatnya (Choi dkk,

1999). Ikatan yang terjadi antara matrik dan penguatnya bisa dibuktikan dengan

ada tidaknya matrik yang masih menempel pada serat setelah pull-out, serat yang

mengalami pull-out lebih pendek atau panjang dan bentuk permukaan patahan

lebih rata (Sutrisno, 2013). Komposit dengan orientasi serat 45-45° pada saat

dibebani gaya tarik posisi serat seperti didorong keluar/menyamping sehingga

merusak ikatan serat dengan resin. Hal ini mengakibatkan serat gelas dan resin

tidak bisa bersamaan menahan gaya tarik yang diterima.


commit to user

22

Pengujian kekuatan tarik dengan nilai tertinggi terjadi pada variasi 15

laminat dikarenakan terjadi ikatan kuat antara serat gelas (penguat) dengan matrik

tanpa serbuk genteng sokka. Dengan kata lain kekuatan tarik komposit

geomaterial ini didominasi oleh kandungan serat gelas dibandingkan dengan

kandungan serbuk genteng sokka.

Hasil pengujian ini sesuai dengan penelitian Malailah, dkk., (2013) yang

meneliti pengaruh serat dan orientasi yang mempengaruhi sifat mekanik dari

Natural Fibre Reinforced Composite (NFRC). Hasilnya dituliskan bahwa

kekuatan tarik serat rami dan serat bambu dengan matriks resin epoxy dengan

variasi orientasi 0-90º lebih kuat dibandingkan orientasi sudut 45-45º. Komposit

dengan orientasi serat 0-90º yaitu arah serat sejajar dengan arah gaya tarik

sehingga gaya tarik sebagian besar ditahan oleh serat gelas/penguat, sedangkan

matriks berfungsi untuk mengikat serat agar tetap di tempatnya dan meneruskan

gaya secara merata ke penguat lain. Hal ini diyakini tergantung pada ketangguhan

serat saat terjadi pull-out.

Gambar 4.5 Kurva modulus elastisitas terhadap jumlah laminat serat gelas

Modulus elastisitas didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan

dengan regangan pada suatu bahan tertentu selama gaya yang bekerja tidak

melampaui batas elastisitas bahan tersebut. Gambar 4.5 menunjukkan besarnya

modulus elastisitas komposit berbanding dengan jumlah laminat serat gelas yang

digunakan. Hasil pengujian komposit phenolic, serat gelas, dan serbuk genteng

sokka menunjukkan bahwa modulus elastisitas komposit bertambah sebanding

dengan bertambahnya jumlah laminat serat gelas untuk orientasi serat 0-90°.Hal

ini tidak terjadi pada orientasi serat gelas 45-45º dikarenakan serat gelas termasuk

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

9 11 13 15

Mo

du

lus

Elas

tisi

tas

(GP

a)


Orientasi Serat 0-90º Orientasi Serat 45-45º


commit to user

23

jenis serat bi-directional. Kekuatan lentur serat akan bertambah pada orientasi 45-

45°, berarti pertambahan panjang serat yang terjadi lebih besar.

Modulus elastisitas bahan adalah tegangan berbanding dengan regangan

material. Serat gelas dengan orientasi 45-45° memiliki kelenturan/pertambahan

panjang yang lebih besar dibandingkan orientasi 0-90°, akibatnya dengan semakin

besar regangan yang terjadi maka modulus elastisitas bahan akan semakin

menurun. Jadi modulus elastisitas komposit dengan orientasi serat gelas 45-45°

cenderung turun sebanding dengan naiknya jumlah laminat serat.

Rathnakar, dkk, (2013) meneliti pengaruh orientasi serat pada kekuatan

lentur komposit serat gelas yang diperkuat epoxy. Specimen dibuat dengan

metode hand lay-up dengan teknik ruang vakum. Hasil pengujian menyatakan

bahwa orientasi serat gelas memainkan peranan yang penting dalam penentuan

kekuatan lentur dan ketahanan menahan beban. Laminasi dengan orientasi serat

45-45° menunjukkan kekuatan lentur yang lebih besar dibandingkan orientasi 0-

90° untuk serat dan jumlah laminat yang sama. Komposit dengan orientasi serat 0-

90° mampu menahan beban lebih dibandingkan orientasi serat 45-45°.

4.2.2 Pengujian ketahanan bakar komposit phenolic, serat gelas, dan serbuk

genteng sokka

Ketahanan bakar komposit serbuk genteng sokka - phenolic dengan variasi

jumlah laminat serat gelas meliputi pengujian waktu penyalaan/time to ignition

(TTI) komposit dan pengujian kecepatan bakar/burning rate (BR) komposit. Hasil

pengujian ketahanan bakar komposit ini ditunjukkan pada Lampiran 3.

Tabel 4.2 Hasil pengujian ketahanan bakar komposit.

No Jumlah

Laminat

Waktu Penyalaan (s) Kecepatan Bakar (mm/s)

Orientasi

0-90º

Orientasi

45-45º

Orientasi

0-90º

Orientasi

45-45º

1 9 9,44 8,93 0,357 0,354

2 11 14,65 14,05 0,275 0,249

3 13 17,62 17,39 0,231 0,226

4 15 7,16 7,36 0,235 0,248


commit to user

24

Tabel 4.2 menunjukkan besarnya waktu penyalaan dan kecepatan bakar

komposit berhubungan dengan jumlah laminat serat gelas yang digunakan. Untuk

memudahkan menganalisa data-data hasil penelitian ini, maka hasilnya

dipaparkan dalam bentuk kurva, yaitu kurva pengaruh serbuk genteng sokka dan

serat gelas terhadap time to ignition (TTI) dan terhadap burning rate (BR)

komposit. Selain itu pengujian TTI dan BR komposit dilakukan dengan variasi

sudut serat gelas 0-90º dan 45-45º. Kurva waktu penyalaan komposit dengan

variasi laminat serat gelas pada orientasi serat 0-90° dan 45-45° ditunjukkan pada

Gambar 4.6, sedangkan hubungan kecepatan bakar komposit dengan jumlah

laminat kandungan serat gelas ditunjukkan pada Gambar 4.7.

Gambar 4.6 Kurva waktu penyalaan komposit dengan variasi jumlah

laminat serat gelas dan orientasi serat 0-90º dan 45-45º.

0

5

10

15

20

25

9 11 13 15

Wak

tu P

enya

laan

(s)



0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

9 11 13 15

Kec

epat

an B

akar

(s)




commit to user

25

Gambar 4.7 Kurva kecepatan bakar komposit dengan variasi jumlah

laminat serat gelas dan orientasi serat 0-90º dan 45-45º.

Kurva di atas menunjukkan ketahanan bakar komposit geomaterial serbuk genteng

sokka, phenolic, dan serat gelas dikategorikan baik berdasarkan standar ketahanan

bakar/api yaitu UL 94 (Anonim, 1894). Gambar 4.6 dapat dilihat bahwa nilai pengujian

tertinggi TTI adalah 17,62 detik dengan variasi serat gelas 13 laminat dengan kandungan

serbuk genteng sokka 12% (v/v). Nilai TTI tinggi menunjukkan penyalaan api pada

komposit membutuhkan waktu yang lama. Gambar 4.7 menunjukkan kecepatan rambat

nyala api pada komposit, variasi 15 laminat serat gelas tanpa serbuk genteng sokka

membuat perambatan makin cepat.

Kecepatan bakar komposit rendah menunjukkan rambatan api pada material yang

terbakar membutuhkan waktu yang lama. Terbukti bahwa semakin meningkat fraksi

volume serat gelas, ketahanan bakar semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena serat

gelas memiliki titik nyala api lebih tinggi dari resin. Kecepatan bakar dan waktu

penyalaan juga dipengaruhi oleh ukuran/diameter serat penguat. Diameter serat gelas

relatif kecil berkisar ± 12 µm, permukaan kontak antar serat dan matriks menjadi lebih

tinggi, kekuatan tarik menarik/adhesi antar molekul meningkat sehingga kepadatan

material komposit semakin tinggi pula (pori-pori material berkurang).

Komposit dengan kandungan serat gelas maksimal dan serbuk genting sokka

memiliki waktu penyalaan tertinggi dan kecepatan bakar terendah. Hal ini membuktikan

bahwa kandungan yang terdapat pada serbuk genting sokka mampu menaikkan waktu

penyalaan dan menghambat kecepatan bakar komposit.

Serbuk genteng sokka terdiri dari beberapa kandungan unsur penyusun seperti dari

hasil XRF pada Tabel 2.1. Hal ini yang menyebabkan komposit dengan kandungan

serbuk genteng sokka memiliki ketahanan bakar yang baik. Unsur penyusun tersebut

adalah silika (senyawa yang terbentuk dari sisa senyawa silikat dengan kemampuan

ketahanan suhu tinggi), alumina (senyawa yang memiliki titik lebur 2030°C), oksida besi

III (senyawa dengan titik lebur 1535°C), magnesium oksida (senyawa yang memiliki titik

lebur 650°C), kalsium oksida suatu senyawa yang memiliki titik lebur 845°C (Vogel dan

Shevla, 1979).

Semakin tinggi kandungan serbuk genteng sokka pada komposit, maka nilai time

to ignition akan semakin meningkat dan burning rate (kecepatan perambatan

pembakaran) dari komposit tersebut akan menurun. Penambahan kandungan erbuk

genteng sokka pada komposit memungkinkan terjadinya kontak antar partikel

(kerapatan) di dalam komposit semakin bertambah (Wildan, dkk., 2005).


commit to user

26

Ketahanan bakar komposit geomaterial serbuk genteng sokka dan phenolic

dikategorikan baik berdasarkan standar ketahanan bakar/api, yaitu UL 94

(Anonim, 1894). Nilai pengujian tertinggi TTI adalah 17,62 detik dengan variasi

kandungan serbuk genteng sokkadan serat gelas 13 laminat. Nilai TTI tinggi

menunjukkan penyalaan api pada komposit membutuhkan waktu yang lama.

Sebaliknya pada kandungan serat gelas 15 laminat tanpa serbuk genteng sokka

nilai TTI hanya 7,16 detik. Ini berarti semakin banyak kandungan serbuk genteng

sokka, maka nilai TTI semakin meningkat pula.

Nilai pengujian BR terendah pada variasi kandungan serbuk genteng sokka

dan serat gelas 13 laminat, yaitu 0,231 mm/detik. Nilai BR rendah menunjukkan

rambatan api pada komposit membutuhkan waktu yang lama. Penambahan

prosentase kandungan serbuk genteng sokka memperlihatkan garis kurva semakin

menurun. Ini berarti bahwa semakin banyak kandungan partikel serbuk genteng

sokka, maka nilai BR semakin kecil.

Clay dapat dijadikan sebagai senyawa tahan api karena dapat menurunkan

kemampuan bakar komposit. Pembakaran clay dengan proses O2 + AlOH Al2O3

+ H2O termasuk proses indoterm dan menghasilkan arang yang mengandung uap

air dan bisa menghambat masuknya O2. Penurunan kemampuan bakar disebabkan

karena mineral clay merupakan mineral alumino–silikat, dimana terdiri dari

senyawa Al2O3 dan SiO2. Senyawa oksida inilah yang mampu bertindak sebagai

penyekat dan pelindung lapisan polimer sehingga menghalangi interaksi dengan

gas O2 selama pembakaran. Senyawa oksida juga akan menaikkan nilai indeks

oksigen yang akan mengakibatkan segitiga api terganggu, sehingga proses

pembakaran menjadi lebih lambat.

Menurut Tesoro, (1978), senyawa yang dikenal tahan api dapat

dikelompokkan sebagai berikut yaitu senyawa anorganik garam (silikat), senyawa

miscellaneous (titanium), senyawa organik fosfor, dan halogen (klorida) yang

dapat menghambat lajunya api.Semakin tinggi kandungan serbuk genteng sokka

pada komposit, maka nilai TTI akan meningkat dan BR akan menurun.

Penambahan clay/serbuk genteng sokka memungkinkan kerapatan antar partikel

dalam komposit semakin tinggi. Semakin banyak clay yang ditambahkan maka

char (arang) yang terbentuk selama pembakaran akan naik. Arang tersebut dapat


commit to user

27

membatasi gas pembakaran dan mengurangi konduktivitas thermal

sehingga kemampuan bakar menurun. Arang yang terbentuk pada permukaan luar

dapat mengurangi konsentrasi O2 di sekitar komposit sehingga dapat menghambat

terjadinya nyala karena kandunganO2 berkurang (Sudhakara, 2011).

Hal ini sesuai dengan teori segitiga api, dimana satu unsur terganggu

(masuknya O2 terhambat oleh arang pada permukaan komposit) akan

mengakibatkan hambatan terjadinya nyala. Penambahan kandungan serbuk

genteng sokka dengan ukuran butiran yang lebih kecil membuat kepadatan

partikel semakin bertambah dan distribusi partikel serbuk genteng sokka menjadi

merata karena pembasahan resin. Penambahan kandungan serbuk genteng sokka

yang merupakan material anorganik dapat meningkatkan efektifitas senyawa

penghambat nyala api.

4.2.3 Pengujian density komposit serat gelas, phenolic, serbuk genteng sokka.

Pengujian density komposit serat gelas, phenolic, dan serbuk genteng sokka

dilakukan untuk mengetahui perbedaan density komposit hasil pengujian dengan

density komposit secara teoritis. Pembuatan spesimen dengan metode hand lay-up

memungkinkan terjadinya void atau rongga udara di dalam komposit. Perbedaan

density yang relatif kecil masih bisa diterima. Tabel 4.1 menunjukkan besarnya

density komposit hasil pengujian dengan density teoritis perhitungan berdasar

komponen penyusun komposit. Perincian lengkap pada Lampiran 4.2.

Tabel 4.3 Hasil pengujian density komposit dan density teoritis komposit.


Density Pengujian

(g/cm³) Density Teoritis

(g/cm³)

9 1,591 1,678

11 1,644 1,680

13 1,671 1,690

15 1,607 1,696

Data pada Tabel 4.3 menunjukkan besarnya density komposit serat gelas,

phenolic, dan serbuk genteng sokka secara teoritis relatif lebih besar dibandingkan

dengan besarnya density komposit hasil pengujian berdasar standar ASTM D792.

Perbedaan yang relatif kecil ini membuktikan bahwa komposit atau spesimen hasil

pembuatan dengan metode handlay-up mengandung void/rongga udara. Beberapa


commit to user

28

faktor yang mempengaruhi terjadinya void, seperti: proses pengadukan, penuangan

resin, peletakan serat gelas, perataan cairan resin, dan penekanan komposit setelah

semua serat gelas dan resin dituang.

Gambar 4.8 Kurva density komposit serat gelas, phenolic, serbuk genteng sokka

Perincian lengkap pengujian density pada Lampiran 6, dengan data massa

jenis serat gelas = 2,56 gr/cm³, serbuk genteng sokka = 2,45 gr/cm³, dan massa

jenis phenolic = 1,12 gr/cm³. Grafik pada Gambar 4.8 menunjukkan besarnya

density komposit serat gelas, phenolic, dan serbuk genteng sokka menurun pada

laminat serat gelas 15. Hal ini dimungkinkan karena tidak adanya serbuk genteng

sokka pada jumlah laminasi tersebut, sehingga tidak ada serbuk yang mengisi

rongga udara yang terjadi pada saat proses pembuatan komposit secara hand lay-

up. Laminasi serat gelas 13 pada komposit menunjukkan density tertinggi, hal ini

disebabkan jumlah serat gelas pada spesimen cukup besar dan serbuk genteng

sokka bisa masuk ke dalam rongga udara yang terjadi pada saat pembuatan

spesimen komposit.

Gambar 4.9 menunjukkan struktur makro spesimen komposit phenolic,

serbuk genteng sokka, dan serat gelas laminat 9, 11, 13, dan 15. Tanda lingkaran

berwarna kuning memperlihatkan adanya void pada spesimen komposit.

Komposit dengan laminat serat gelas tertinggi yaitu 15 dan tanpa serbuk genteng

sokka mempunyai jumlah void paling tinggi. Void terjadi dikarenakan adanya O2

yang masuk pada saat pencampuran serat gelas dan resin phenolic, pada komposit


commit to user

29

dengan 15 laminat tidak ada serbuk yang mengisi rongga udara tersebut.

Pandangan Atas Pandangan Samping 9 L

amin

at

11 L

amin

at

13 L

amin

at

15 L

amin

at

Gambar 4.9 Struktur makro komposit serat gelas, phenolic, dan serbuk genteng

sokka, pandangan atas dan pandangan samping.


commit to user

30

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisa pengujian tarik dan pengujian

bakar komposit serbuk genteng sokka, phenolic dan serat gelas:

1. Kandungan serat gelas pada komposit akan meningkatkan kekuatan tarik

komposit tersebut. Pengujian pada komposit dengan ketebalan 3 mm

dihasilkan kekuatan tarik sebesar 207,5 MPa dan modulus tarik sebesar

3,395 GPa pada penambahan serat gelas 15 laminat dengan prosentase

kandungan 40% (v/v) dan ukuran butiran 74–99 µm.

2. Kandungan partikel serbuk genteng sokka pada komposit terbukti mampu

menaikkan nilai time to ignition dan menekan nilai burning rate. Terbukti

adanya perbedaan pada komposit yang ditambahkan kandungan partikel

dengan komposit yang tidak ditambahkan partikel serbuk genteng sokka.

3. Tegangan tarik orientasi serat gelas pada posisi 0º-90º lebih baik

dibandingkan dengan penyusunan serat gelas pada komposit dengan

orientasi 45º-45º, hal ini dibuktikan pada laminat yang sama besarnya

tegangan tarik posisi 45º-45º berkisar antara 50-65% dari posisi 0º-90º.

4. Orientasi serat gelas 0º-90º dan 45º-45º hanya berpengaruh terhadap

tegangan tarik komposit dan tidak berpengaruh terhadap ketahanan bakar

komposit geomaterial.

5.2 Saran

Berdasarkan proses dan hasil penelitian terkait penambahan serat gelas pada

komposit geomaterial perlu ada beberapa tindak lanjut yaitu:

1. Pembuatan spesimen pengujian tarik komposit perlu diperhatikan faktor

penyebab kegagalan, misalnya: void, parallelism ketebalan, dan ujung yang

tidak radius.

2. Perlu diperhatikan beberapa hal yang bisa mengganggu proses pengujian

ketahanan bakar komposit, yaitu: hembusan angin dalam ruangan,

kestabilan nyala api, dan penyetelan sudut pembakaran.

3. Bahan phenolic tidak boleh disimpan terlalu lama (maksimal berkisar 6-9

bulan) karena bisa merusak struktur dan sifat kimianya.


commit to user

31

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1998, ASTM D 635-98 standards, Standard Test Method for Rate of

Burning and/or Extent and Time of Burning of Plastics in a Horizontal

Position, New York.

Anonim, 1997, ASTM D 638-97 Standards,. Standard Test Method for Tensile

Properties of Plastics, New York.

Anonim, 2002, Technical Data Sheet, YUKALAC LP 1Q EX, PT. Justus Kimia

Raya, Semarang.

B, Vinod., J, Sudev L. (2013). Effect of Fiber Orientation on the Flexural

Properties of PALF Reinforced Bisphenol Composites. International Journal

of Science and Engineering Applications Vol.2, 2013, ISSN 2319-7560.

Diharjo, K., Jamasri, dan Masykuri, M. (2010). Aplikasi Material Geopolymer

Composite GFRP (GeCo GFRP) Tahan Nyala Api Tinggi untuk Panel

Interior Angkutan Publik Gerbong Kereta Api di PT INKA Madiun. Prog.

Ins. Perc. Difusi dan Pemanf. Iptek, KNRT-RI.

Diharjo, K., Jamasri, Feris, F. (2007). Fire Resistance of Fly Ash–Polyester

Geopolymer Composite, Jurnal Teknik Gelagar, Gadjah Mada University,

Yogyakarta.

Emmy, D.S., Nasmi, H.S., Yudhiyadi, IGNK., dan Topan. (2012). Pengaruh

Panjang Serat dan Fraksi Volume Terhadap Kekuatan Impact dan Bending

Material Komposit Polyester-Fiber Glass dan Polyester-Pandan Wangi.

Dinamika Tek. Mesin, 2 (1).

Fernández-Jiménez, A.P. (2005). "Composition and Microstructure of Alkali

Activated Fly Ash Binder: Effect of The Activator." Cement and Concrete

Research, Vol. 35.

Giannopoulou. I., and Panias, D. (2009). Structure, Design and Applications of

Geopolymeryc Materials. National Technical University of Athena,

Laboratory of Metallurgy, Zografos Campus, 15780, Athens Greece.

Gibson, R.F., (1994), Principles of Composites Material Mechanics, Mc Graw

Hill Book Co., International Editions, USA.

Harsi., (2013). Karakteristik Kekuatan Bending dan Kekuatan Tekan Komposit

Serat Gelas Sebagai Pengganti Produk Kayu, Journal Publication,

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Hung, T.D., Lauda. P., Croisova. D., Oleg B., and Thang. N. (2010). New

Generation of Geopolimer Composite for Fire Resistance. Nha Trang

University, Faculty of Mechanical Engineering.


commit to user

32

Husaini, St., (2011). Studi Sifat Mekanik Komposit Hibrid Unsaturated

Polyester/Clay/Serat Gelas. Electronic Theses and Dissertations (ETD)

Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Kaynak, C., Nakas, G.I., Isitman, N.A. (2009). Mechanical Properties,

Flammability and Charmorphology of Epoxy Resin/Montmorillonite

Nanocomposites; Elsevier, Applied Clay Science.

Khandan, R., Noroozi, S., Sewell, P., Vinney, J., and Koohgilani, M. (2012).

Optimum Design of Fibre Orientation in Composite Laminate Plates for

Out-Plane Stresses. Hindawi Publishing Corp Advances in Materials

Science and Engineering, Volume 2012, Article ID 232847, pages 11.

Malaiah, S.S., Krishna V., Krishna. M. (2013). Investigation on Effect of Fiber

and Orientation on the Properties of Bio-Fibre Reinforced Laminates,

Jurnal Teknik, 1. Department of Mechanical Engineering, UVCE,

Bangalore University, KR Circle, Bangalore 560001, India 2. Research and

Development, R. V. College of Engineering, Mysore Road, Bangalore-

560059, India.

Putra, R.G., dan Triharjanto, R.H. (2010). Analisis Tegangan pada Tabung

Komposit Serat Gelas untuk Motor Roket Berdiameter 200 mm dengan

Metode Single Layer Laminated Element. Peneliti Teknologi Dirgantara

Lapan.

Rathnakar, G., Shivanand, H.K. (2013). Fibre Orientation and Its Influence on the

Flexural Strength of Glass Fibre and Graphite Fibre Reinforced Polymer

Composites. International Journal of Innovative Research in Science,

Engineering and Technology Vol.2.

Saputro, Y.C.N. (2013). Pengaruh Kandungan dan Ukuran Butiran terhadap

Kekuatan Tarik dan Ketahanan Bakar Komposit Geopolimer

Montmorillonite– Phenolyc. Tesis; Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Schlichting, L.H., Caldeira, A., Mauro, A., Vieira, Luiz CC., Barra, Guilherme

MdO., and Magne, Pascal. (2010). Composite Resin Reinforced with Pre-

Tensioned Glass Fibers. Elsevier, International Journal Dental Materials 26,

118-125.

Sudhakara, P., Kannan, P., Obireddy, K., and Rajulu, A.V. (2011).

Organophosphorus and DGEBA Resins Containing Clay Nanocomposites:

Flame Retardant, Thermal, and Mechanical Properties, J. Mater Science

46, 2778 – 2788.

Sudarisman, San Miguel, B., Davies, IJ.(2009). The Effect of Partial Substitution

of E-Glass Fibre for Carbon Fibre on the Mechanical Properties of CFRP

Composites. In: Proceedings of the international conference on materials

and metallurgical technology. (ICOMMET 2009): P. 125-8.


commit to user

33

Suharty, N.S., I.P. Almanar, Sudirman, K. Diharjo, N. Astasari. (2012).

Flammability, Biodegradability and Mechanical properties of Bio-

Composites Waste Polypropylene/Kenaf Fiber Containing Nano CaCO3

with Diammonium Phosphate. Elsevier International Journal, Procedia

Chemistry 4, 282 – 287.

Sutrisno, 2013. Kajian Kekuatan Tarik dan Ketahanan Bakar Komposit

Geopolimer MMt, Phenolyc, Serat Karbon. Universitas Sebelas Maret,

Surakarta.

Tarigan, R.A.P. (2013). Pengaruh Fraksi Berat dan Ukuran Serbuk Genteng

Sokka Terhadap Ketahanan Bakar Komposit Geopolimer. Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.

Tesoro, G.C. (1978). Chemical Modification of Polymers with Flame-Retardant

Compounds; Fibers and Polymers Laboratories. Department of Mechanical

Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge,

Massachusetts 02139.

Thomason, JL., Vlug, MA., Schipper, G., and Krikort, HGLT. (1996). Influence

of Fiber Length and Concentration on the Properties of Glass Fibre

Reinforced Polypropylene: part 3. Strength and Strain at Failure

Composites Part A, 27A: 1075-1084.

Thomson, C.M., Smith, Jr., Connell, J.W., Hergenrother, P.W.,; Flame Retardant

Epoxy Resin. NASA Research Centre.

Tiesong, L., Dechang, J . , Meirong, W., Peigang, H., and Defu, L.

(2009). “Effects of Fibre Content on Mechanical Properties And Fracture

Behaviour of Short Carbon Fibre Reinforced Geopolymer Matrix Composites”

Institute for Advanced Ceramics, Harbin Institute of Technology, Harbin

150001, People Republic of China.

Thang, X.N., Kroisova,D., Louda,P., Bortnovsky, O,. (2010); Microstructure and

Flexural Properties of Geopolymer Matrix-Fibre Reinforced Composite

With Additive of Alumina (Al2O3) Nanofibre, International conference 7th –

TEXSCI, Czech Republic.

Wibisono, R. (1998). Penentuan Jenis Lempung Serta Pengaruhnya pada

Genteng Keramik. Fakultas MIPA Universitas Diponegoro, Semarang.

Wildan, M.W., Rusianto, T. dan Rochardjo, H.S.B. (2005). Pengaruh Serbuk

Alumina terhadap Kekerasan dan Kekuatan Bending Komposit Paduan Al–

Si/Alumina, Jurnal Mesin dan Industri, Volume 2, nomor 1, Edisi Januari,

ISSN 1693–704X, Hal. 29-34.

Zhang, J., Chaisombat, K., He, S., Wang, C.H. (2012). Hybrid Composite

Laminates Reinforced with Glass/Carbon Woven Fabrics for Lightweight

Load Bearing Structures. Mater ; 36:75-80.


commit to user

49

Lampiran 1: Hasil Pengujian Tarik Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic, Serat Gelas dengan Orientasi Serat Gelas 0-90°

Variasi Laminat

Kode

Dimensi P

max (N)

Rata2 P max

(N)

P max (kg)

L (mm)

L (mm)

Reg Reg

Rata2

Tegangan Tarik

Modulus Tarik

Reg (%)

Reg Rata2 (%)

Tebal (mm)

Lebar (mm)

L (mm)

Luas (mm²)

(Mpa) Rata2 (Mpa)

(Mpa) Rata2 (Mpa)

9 A 3.15 13.40 165 42.21 5476

4158.80

558.21 57 2.394 0.042

0.038

129.73

103.89

3088.86

2763.57

4.20

3.78

B 2.90 13.00 165 37.70 3150 321.10 57 2.166 0.038 83.55 2198.80 3.80

C 2.85 13.20 165 37.62 3291 335.47 57 2.166 0.038 87.48 2302.11 3.80

D 3.00 13.30 165 39.90 4183 426.40 57 1.767 0.031 104.84 3381.84 3.10

E 3.10 13.30 165 41.23 4694 478.49 57 2.280 0.040 113.85 2846.23 4.00

11 A 3.15 13.40 165 42.21 6820

6524.20

695.21 57 2.39 0.042

0.049

161.57

151.55

3846.98

3145.58

4.20

4.86

B 3.25 13.60 165 44.20 7386 752.91 57 3.31 0.058 167.10 2881.10 5.80

C 3.20 13.40 165 42.88 6229 634.96 57 2.79 0.049 145.27 2964.61 4.90

D 3.15 13.40 165 42.21 5323 542.61 57 2.39 0.042 126.11 3002.56 4.20

E 3.20 13.60 165 43.52 6863 699.59 57 2.96 0.052 157.70 3032.65 5.20

13 A 3.00 13.25 165 39.75 6280

6714.00

640.16 57 2.96 0.052

0.052

157.99

170.17

3038.22

3278.77

5.20

5.22

B 2.90 13.15 165 38.14 6230 635.07 57 2.57 0.045 163.37 3630.38 4.50

C 3.05 13.30 165 40.57 7460 760.45 57 3.42 0.060 183.90 3065.04 6.00

D 3.00 13.25 165 39.75 6980 711.52 57 2.85 0.050 175.60 3511.95 5.00

E 2.95 13.20 165 38.94 6620 674.82 57 3.08 0.054 170.01 3148.24 5.40

15 A 3.10 13.20 165 40.92 9630

8256.00

981.65 57 3.71 0.065

0.061

235.34

207.51

3620.57

3394.56

6.50

6.12 ( tanpa MMt )

B 2.95 13.05 165 38.50 7290 743.12 57 3.02 0.053 189.36 3572.89 5.30

C 2.90 13.00 165 37.70 7280 742.10 57 3.36 0.059 193.10 3272.94 5.90

D 3.10 13.25 165 41.08 9120 929.66 57 3.88 0.068 222.03 3265.19 6.80

E 3.05 13.20 165 40.26 7960 811.42 57 3.48 0.061 197.71 3241.23 6.10


commit to user

50

Lampiran 2: Hasil Pengujian Tarik Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic, Serat Gelas dengan Orientasi Serat Gelas 45-45°

Variasi Laminat

Kode

Dimensi P

max (N)

Rata2 P max

(N)

P max (kg)

L (mm)

L (mm)

Reg Reg

Rata2

Tegangan Tarik

Modulus Tarik

Reg (%)

Reg Rata2 (%)

Tebal (mm)

Lebar (mm)

L (mm)

Luas (mm²)

(Mpa) Rata2 (Mpa)

(Mpa) Rata2 (Mpa)

9 A 3.10 13.20 165 40.92 2984

2602.20

304.18 57 2.835 0.050

0.045

72.92

65.06

1466.17

1476.77

4.97

4.45

B 3.00 13.10 165 39.30 2550 259.94 57 2.127 0.037 64.89 1738.82 3.73

C 2.90 13.10 165 37.99 1998 203.67 57 2.851 0.050 52.59 1051.49 5.00

D 2.95 13.30 165 39.24 2168 221.00 57 2.260 0.040 55.26 1393.64 3.96

E 3.15 13.20 165 41.58 3311 337.51 57 2.618 0.046 79.63 1733.72 4.59

11 A 3.15 13.30 165 41.90 3666

3379.60

373.70 57 3.371 0.059

0.069

87.50

80.30

1479.61

1182.09

5.91

6.87

B 3.20 13.40 165 42.88 3334 339.86 57 4.442 0.078 77.75 997.72 7.79

C 3.15 13.20 165 41.58 3234 329.66 57 3.575 0.063 77.78 1240.09 6.27

D 3.25 13.30 165 43.23 2838 289.30 57 3.658 0.064 65.66 1023.08 6.42

E 3.10 13.30 165 41.23 3826 390.01 57 4.521 0.079 92.80 1169.96 7.93

13 A 3.10 13.15 165 40.77 3416

3588.40

348.22 57 4.172 0.073

0.068

83.80

88.86

1144.88

1316.26

7.32

6.81

B 2.90 13.20 165 38.28 3268 333.13 57 3.267 0.057 85.37 1489.48 5.73

C 3.10 13.15 165 40.77 3864 393.88 57 4.421 0.078 94.79 1222.09 7.76

D 3.05 13.30 165 40.57 3652 372.27 57 3.832 0.067 90.03 1339.15 6.72

E 3.15 13.15 165 41.42 3742 381.45 57 3.716 0.065 90.34 1385.69 6.52

15 A 3.15 13.15 165 41.42 3968

4064.80

404.49 57 5.132 0.090

0.083

95.79

101.12

1063.96

1239.34

9.00

8.27 ( tanpa MMt )

B 3.00 13.00 165 39.00 3870 394.50 57 3.871 0.068 99.23 1461.16 6.79

C 2.95 13.05 165 38.50 4128 420.80 57 4.472 0.078 107.23 1366.72 7.85

D 3.15 13.20 165 41.58 4276 435.88 57 5.328 0.093 102.84 1100.18 9.35

E 3.10 13.10 165 40.61 4082 416.11 57 4.756 0.083 100.52 1204.68 8.34


commit to user

49

Lampiran 3: Hasil Pengujian Bakar Komposit Serbuk Genteng Sokka, Phenolic,

Serat Gelas dengan Orientasi Serat Gelas 0-90°

No Laminat Kode Tebal (mm)

Lebar (mm)

T Nyala (s)

T Perambatan L=75mm (s)

Kecepatan Bakar

(mm/s)

1 9 A 3.10 13.10 9.62 205.62 0,365

2 B 3.00 13.05 9.46 208.16 0,360

3 C 3.05 13.10 9.54 217.22 0,345

4 D 3.10 13.00 9.12 202.35 0,371

5 E 3.10 13.10 9.46 218.75 0,343

Rata rata 3,07 13,07 9,44 210,42 0,357

6 11 A 3.00 13.10 14.25 292.03 0,257

7 B 3.05 13.00 15.08 271.62 0,276

8 C 2.90 13.15 14.58 265.50 0,283

9 D 3.00 13.10 14.66 266.28 0,282

10 E 3.10 13.10 14.67 284.32 0,264

Rata rata 3,01 13,09 14,65 275,95 0,272

11 13 A 3.10 13.10 18.02 322.62 0,232

12 B 3.05 13.10 17.68 336.22 0,223

13 C 3.05 13.00 16.98 316.20 0,237

14 D 3.10 13.05 18.16 338.18 0,222

15 E 3.00 13.10 17.26 309.58 0,242

Rata rata 3,06 13,07 17,62 324,56 0,231

16 15 A 3.10 13.10 6.82 318.20 0,236

17 B 3.00 13.10 7.28 310.34 0,242

18 C 2.95 13.15 7.52 312.28 0,240

19 D 3.05 13.05 6.78 320.46 0,234

20 E 3.10 12.90 7.42 332.15 0,225

Rata rata 3,04 13,06 7,16 318,69 0,235

Keterangan:

Sampel tiap pengujian = 5 buah.

Selisih tertinggi T penyalaan = 1,18 s.

Selisih tertinggi T perambatan = 28,60 s.

Selisih tertinggi kecepatan bakar = 0,028 s.

Prosentase kesalahan tertinggi = 8,81%.

Rerata Standard deviasi: T nyala = 0,332.


commit to user

50

Lampiran 4: Hasil Pengujian Bakar Komposit Serbuk Genteng Sokka,

Phenolic, Serat Gelas dengan Orientasi Serat Gelas 45-45°

No Laminat Kode Tebal (mm)

Lebar (mm)

T Nyala (s)

T Perambatan L=75mm (s)

Kecepatan Bakar

(mm/s)

1 9 A 3.05 13.05 9.04 220.16 0,341

2 B 3.10 13.00 8.68 199.85 0,375

3 C 3.10 13.00 8.82 214.14 0,350

4 D 3.00 13.10 8.94 209.12 0,359

5 E 3.05 13.10 9.16 219.18 0,342

Rata rata 3,06 13,05 8,93 212,29 0,353

6 11 A 3.10 13.10 13.68 302.14 0,248

7 B 3.10 13.10 13.96 313.28 0,239

8 C 3.05 13.05 14.06 296.30 0,253

9 D 3.00 13.10 14.42 292.56 0,256

10 E 3.10 13.00 14.12 301.24 0,249

Rata rata 3,07 13,07 14,05 301,10 0,249

11 13 A 3.05 13.00 17.72 338.12 0,222

12 B 3.00 13.10 18.02 342.14 0,219

13 C 3.10 13.05 17.46 335.24 0,224

14 D 3.10 13.00 16.68 328.16 0,229

15 E 3.05 13.10 17.08 317.82 0,236

Rata rata 3,06 13,05 17,39 332,30 0,226

16 15 A 3.10 13.00 6.92 294.18 0,255

17 B 3.05 13.10 7.74 308.32 0,243

18 C 3.00 13.10 7.64 290.12 0,259

19 D 3.10 13.05 7.46 312.16 0,240

20 E 3.05 13.00 7.02 310.24 0,242

Rata rata 3,06 13,05 7,36 303,00 0,248

Keterangan:

Sampel tiap pengujian = 5 buah.

Selisih tertinggi T penyalaan = 1,34 s.

Selisih tertinggi T perambatan = 24,32 s.

Selisih tertinggi kecepatan bakar = 0,034 s.

Prosentase kesalahan tertinggi = 7,32%.

Rerata Standard deviasi: T nyala = 0,337.


commit to user

51

Lampiran 5: Hasil Pengujian dan Perhitungan Massa Jenis Komposit Serbuk

Genteng Sokka, Phenolic, dan Serat Gelas sesuai standar ASTM D792.

No Jumlah Laminat

Kode Ukuran spesimen

(mm³) Massa di udara (g)

Massa dalam air

(g)

Density Pengujian

(g/cm³)

Density Teoritis (g/cm³)

1

9

A 24,3 x 20,7 x 3,1 2,358 0,884 1,596 1,678

2 B 24,2 x 20,0 x 3,1 2,264 0,852 1,600 1,678

3 C 24,6 x 20,2 x 3,1 2,336 0,866 1,585 1,678

4 D 24,9 x 20,1 x 2,9 2,278 0,856 1,598 1,678

5 E 25,8 x 19,6 x 3,1 2,362 0,868 1,577 1,678

Rata rata 2,320 0,865 1,591 1,678

6

11

A 25,0 x 19,8 x 3,2 2,432 0,962 1,650 1,680

7 B 24,8 x 20,0 x 3,1 2,358 0,928 1,645 1,680

8 C 25,1 x 19,8 x 3,1 2,396 0,936 1,637 1,680

9 D 24,3 x 19,6 x 3,1 2,336 0,916 1,641 1,680

10 E 26,0 x 20,3 x 3,0 2,458 0,968 1,646 1,680

Rata rata 2,396 0,942 1,644 1,680

11

13

A 24,8 x 20,1 x 3,1 2,458 0,998 1,679 1,690

12 B 25,4 x 20,1 x 3,3 2,536 1,012 1,660 1,690

13 C 25,2 x 22,2 x 3,2 2,516 1,014 1,671 1,690

14 D 25,6 x 19,7 x 3,2 2,524 1,028 1,683 1,690

15 E 24,8 x 20,0 x 3,2 2,418 0,966 1,661 1,690

Rata rata 2,490 1,014 1,671 1,690

16

15

A 30,6 x 13,6 x 3,0 1,933 0,732 1,606 1,696

17 B 27,1 x 13,4 x 3,1 1,718 0,648 1,602 1,696

18 C 26,3 x 13,3 x 3,1 1,677 0,638 1,610 1,696

19 D 26,6 x 13,4 x 3,0 1,682 0,641 1,612 1,696

20 E 28,2 x 13,3 x 3,1 1,842 0,698 1,606 1,696

Rata rata 1,770 0,671 1,607 1,696

Keterangan:

Massa jenis serbuk genteng sokka = 2,45 g/cm³.

Massa jenis serat gelas (E-glass) = 2,56 g/cm³.

Massa jenis phenolic = 1,12 g/cm³.

Rumus perhitungan massa jenis komposit sesuai standar ASTM D792.

D = ( a / (a-b) ) x 997,6 (kg/m³).

a = massa spesimen di udara (g)

b = massa spesimen dalam air (g).

Contoh perhitungan density teoritis berdasar fraksi volume komposit 9 laminat:

= (60% x 1,12) + (21,60/90 x 2,56) + (14,4/90 x 2,45) g/cm³ = 1,678 g/cm³.


commit to user

52

Lampiran 6: Grafik Hasil Pengujian Tarik Komposit Serbuk Genteng Sokka,

Phenolic, dan Serat Gelas

Gambar 6.1 Hasil Uji Tarik Komposit Serat Gelas 9 Laminate Orientasi 0-90°


commit to user

53


commit to user

54



commit to user

55


commit to user

56



commit to user

57


commit to user

58



commit to user

59


commit to user

60

Lampiran 6: Biodata Penulis

a. Nama : Vinsentius Bram Armunanto, S.T.

b. Tempat, tanggal lahir : Surakarta, 27 April 1971

c. Profesi/jabatan : Dosen

d. Alamat kantor : Politeknik ATMI Surakarta

Jl. Adisucipto Gang Mojo No.1

Kotak Pos 215, Surakarta 57102

Telepon / Fax. : 0271 714466 / 0271 714390

e-mail : www.atmi.ac.id

e. Alamat rumah : Semanggi Gang Cepaka 7 no 4

Rt 03 Rw 19, Surakarta 57117

Telepon : +62856 286 6853

e-mail : [email protected] ; [email protected]

f. Riwayat pendidikan di Perguruan Tinggi :

No. Institusi Bidang Ilmu Tahun Gelar

1. Poltek ATMI Surakarta Teknik Mesin 1993 A.Md.

2. Univ. Gadjah Mada Yogyakarta Teknik Mesin 2003 S.T.

g. Daftar Karya Ilmiah :

1. Buku Pegangan Teori Mahasiswa Politeknik ATMI Surakarta:

Metrologi Industri (Teknik Pengukuran), 2005.

2. Buku Pegangan Praktek Mahasiswa Tingkat 1 Politeknik ATMI

Surakarta: Pengukuran dan Pemantauan dengan Alat, 2005.

3. Buku Panduan Reparasi Laboratorium Praktek Manufaktur Politeknik

ATMI Surakarta: Panduan Reparasi “Small Measuring Tools”, 2008.

4. Buku Panduan Alat Ukur : Manual Instruction for Small Measuring

Tools, ATMI Press, 2009.

5. Jurnal Internasional di IJEAT: A Circularity Analysis of Different

Clearances in the Sheet Metal Punching Process, 2012.

6. International Conference on Advance Materials Science and

Technology (ICAMST): Hybrid Composite of Sokka-

Clay/Phenolic/Glass-Fiber: Tensile Properties, Flammability and Its

Aplication, 2014.


V. Bram Armunanto, S.T.


commit to user

mailto:[email protected]%20%20;%20%[email protected]

Documents

SIFAT TARIK DAN KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT SERBUK … · iii SIFAT TARIK DAN KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT SERBUK GENTENG SOKKA, PHENOLIC, DAN SERAT GELAS TESIS Oleh Vinsentius Bram Armunanto